Hogyan válasszunk szivattyút rézcsöves rendszerekhez? …kepzesevolucioja.hu/dmdocuments/4ap/5_2699_010_100915.pdf · 2010-09-07 · HOGYAN VÁLASSZUNK SZIVATTYÚT, ILLETVE KOMPRESSZORT

A követelménymodul megnevezése: Fluidumszállítás

Prohászkáné Varga Erzsébet

Hogyan válasszunk szivattyút rézcsöves rendszerekhez?

A követelménymodul száma: 2699-06 A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT-010-50

MUNKAANYAG

HOGYAN VÁLASSZUNK SZIVATTYÚT, ILLETVE KOMPRESSZORT ADOTT SZÁLLÍTÁSI FELADATHOZ RÉZCSÖVES SZERELÉS ESETÉN?

1

HOGYAN VÁLASSZUNK SZIVATTYÚT, ILLETVE KOMPRESSZORT ADOTT SZÁLLÍTÁSI FELADATHOZ

RÉZCSÖVES SZERELÉS ESETÉN

ESETFELVETÉS-MUNKAHELYZET

Ön egy műszaki áruházban dolgozik műszaki tanácsadóként, feladata a különböző épületgépészeti rendszerekhez a csővezetékek, szerelvények, szivattyúk, kompresszor kiválasztásához tanácsot adni.

A feladat kapcsán ismernünk kell:

- A szállított közeg tulajdonságait; - A használható vezetékanyagokat; - A szivattyúk kialakítását, kapcsolását, szabályozását, üzemeltetését; - A helyszíni, és üzemeltetési adatokat, - A méretezési elveket.

SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM

A VÍZ TULAJDONSÁGAI

Fizikai tulajdonságok

Légköri nyomáson és szobahőmérsékleten, tiszta állapotban, szennyeződések nélkül, folyadék halmazállapotú. Fagyáspontja 273 [K] (0 °C), forráspontja 373 [K] (100 °C), olvadáshője s=335 [kJ/kg], párolgáshője r=2256 [kJ/kg].

Hőtágulása a következő összefüggéssel számolható:

ΔV=VoβΔt [m3], ahol,

- Vo [m3] a víz kezdeti térfogata, - β=4,3•10-4 [1/K] a víz közepes köbös hőtágulási tényezője, - Δt [K] a kezdeti és végső hőmérséklet különbsége.

MUNKAANYAG


Fajlagos hőkapacitása (fajhője): c=4,1868 [kJ/kgK].

A tiszta víz sűrűsége légköri nyomáson és hőmérsékleten ρ=1000 [kg/m3]. A sűrűség értéke a benne oldott gázok, illetve szilárd anyagok mennyiségétől függően változhat.

Viszkozitása, ami a folyadékrészecskék közötti elemi belső súrlódás, fontos tulajdonság a víz, vezetékben való szállítása szempontjából, mert emiatt is szükséges erő a folyadék mozgatásához. Nyugalomban lévő folyadékokra és gázokra a dinamikus viszkozitás jellemző, melynek jele: η, mértékegysége: [Pa•s]. Mozgásban lévő folyadékokra és gázokra a kinematikai viszkozitás a jellemző, melynek jele: ν, mértékegysége: [m2/s]. A két viszkozitás közötti összefüggés:

ν

[m2/s]

Kémiai tulajdonságok:

Vegyjele: H2O;

Kémhatása inkább lúgos, pH értéke 6,8 és 8 között változik; az oldott anyagoktól mentes tiszta víz a gyakorlat számára semleges kémhatású. (pH értéke: 7)

Keménysége, melyet a benne oldott kalcium- és magnéziumvegyületek okoznak területenként változó. A keménység értékének meghatározására hazánkban a német keménységi fokot használjuk, jele: °nk

A víz kitűnő oldószer. Ezért a természetben előforduló vizek mindig tartalmaznak további oldott anyagokat, amelyeket általában szennyezőanyagoknak kell tekintenünk.

Néhány szennyezőanyag:

Jellegzetes szennyezőanyag a természetes vizekben a vas- és mangántartalom. Ha a vas-mangán tartalom elenyésző, egészségre ártalmatlan, de a víz ízét kellemetlenné teheti.

Ha a vas-mangán tartalom együttes értéke a 0,3 mg/ liter értéket meghaladja, akkor az a műszaki előírások szerint ivásra alkalmatlan. Ez esetben olyan víztechnológiát kell alkalmazni, amely kivonja az egészségi határérték feletti vas-mangán tartalmat.

A vezetékes ivóvízellátás egyik legsúlyosabb gondja a szervesanyag eredetű szennyeződés: nitrit, nitrát, ammónia. Az alföldi vízbázisoknál továbbá igen nagy gond az arzén szennyezés.

2

MUNKAANYAG


Biológiai tulajdonságok:

A természetben található vizek majdnem mindig tartalmaznak baktériumokat, vírusokat, melyek károsak lehetnek az emberi szervezetre. Különösen veszélyesek a fekáliás szennyeződések, melynek jelenlétét a kolibaktériumok megjelenése jelzi. A vizet egészségügyi szempontból a koli-liter alapján minősítik.

A vezetékes ivóvizet, biztonsági okokból, fertőtlenítik. (klórral, oxigénnel, UV sugárzással)

A FOLYÉKONY TÜZELŐANYAGOK TULAJDONSÁGAI A folyékony tüzelőanyagokat a következő tulajdonságok jellemzik:

Dermedéspont: az a hőmérséklet, amelyen az olaj szemmel érzékelhető mozgása a vizsgálati edény megdöntésével megszűnik, azaz az olaj megdermed.

Lobbanáspont: az a legkisebb hőmérséklet, amelyen az olajpárák gyújtólánggal meggyújthatók.

Conradson-szám: az az olajmennyiség tömegszázalékban, ami az olaj nagy hőmérsékleten való lepárlása után, mint szilárd halmazállapotú tüzelőanyag visszamarad.

Viszkozitás: az anyagok belső súrlódása. Minél nehezebben folyik egy anyag, annál nagyobb a viszkozitása.

A gyakorlatban az olajok viszkozitását általában ºE- ben (fok Englerben) adják meg.

A ºE- ben mért, relatív viszkozitás érték azt mutatja meg, hogy a vizsgált folyadék (olaj) hányszor hosszabb idő alatt folyik ki a mérőedényből, mint a víz.

víz

olaj

Eº

Ahol:

olaj [s] - Az olaj kifolyási ideje,

víz [s] - A 20 °C-os víz kifolyási ideje

Fűtőérték:

Fűtőolaj: Ha=40-43 [MJ/kg]

Gázolaj: Ha=43 [MJ/kg]

Biodízel: Ha=37 [MJ/kg]

3

MUNKAANYAG


4

A GÁZ HALMAZÁLLAPOTÚ TÜZELŐANYAGOK:

A FÖLDGÁZ TULAJDONSÁGAI Színtelen, szagtalan, nem mérgező gáz, főleg metánt tartalmaz, de kis százalékban más szénhidrogének, illetve széndioxid is lehet benne. Alsó fűtőértéke az összetételtől függően Ha=31-37 [MJ/m3] érték között változik. Az esetleges gázszivárgás okozta balesetveszély elkerülése érdekében, szagosítják. Sűrűsége kisebb a levegő sűrűségénél, ezért zárt térben a helyiség felső részében gyűlik össze.

PROPÁN-BUTÁN GÁZ TULAJDONSÁGAI A PB gáz a propánnak és butánnak a keveréke. Légnemű halmazállapotban színtelen, szagtalan gáz, szagosítani kell, hogy felismerjük a jelenlétét. Sűrűsége nagyobb a levegőénél, ezért a talajszintnél mélyebben lévő helyiségekben tilos használni. A légköri nyomásnál nagyobb nyomáson (2…10 bar) már szobahőmérsékleten is cseppfolyós. Alsó fűtőértéke Ha≅ 100 [MJ/m3].

BIOGÁZ TULAJDONSÁGAI Színtelen, szagtalan, nem mérgező gáz, ezért szükséges szagosítani. Átlagosan 60-65 % metánt és 35-40 % széndioxidot, kevés vízgőzt és kénhidrogént tartalmaz, a fűtőértéke, tisztítatlanul: Ha=17-25 [MJ/m3].

A PROPILÉNGLIKOL TULAJDONSÁGAI Napkollektoros rendszerekben, ahol téli üzemmód is lehetséges, a fagyásveszély elkerülése érdekében fagyálló folyadékkal kell feltölteni a kollektorköri hálózatot.

Mivel a vezeték esetleges meghibásodása esetén a használati melegvízbe is bekerülhet a fagyálló folyadék, olyan anyagot kell választani, ami az egészségre nem veszélyes.

Erre a célra a propilénglikol-víz keverék alkalmas. Javasolt hígítása: 40-45 % propilénglikol, 55-60 % víz. Ebben az esetben a keverék fagyáspontja -22, -26 °C.1

CSŐVEZETÉKEK ANYAGAI A csővezetéki szállítási feladatoknál általában a következő anyagú vezetékek közül választhatunk.

1 Naplopó Kft. Tervezési segédlet 2007/1

MUNKAANYAG


5

Öntöttvas csövek és idomok:

Ma már ritkán használt csőfajta, korrózió elleni védelmét a cső felületére felvitt bitumenréteg adta, tokos és karimás kivitelben készülnek.

Acél nyomócsövek és idomok:

Ingatlanon belül vízvezetésre DN 100 alatt főleg horganyzott acélcsövet alkalmaznak, a csövek mindkét végükön kúpos jobbmenettel készülnek, és kötésük menetes idomokkal szerelendő.

Nagyobb átmérők esetén sima végű, vagy tokos fekete acélcsöveket használunk.

Rézcsövek és idomok:

A rézcsövek három keménységi fokozatban készülnek: lágy, félkemény és kemény. Köthetők forrasztással, hegesztéssel, roppantógyűrűvel, présidomokkal.

A forrasztásos kötés kapilláris forrasztással történik, aminél a forraszanyag a függőleges résbe is felszívódik, így helyszíni munkánál is kiválóan alkalmazható.

Kemény polietilén csövek:

Lánggal ég, de nem bocsát ki mérgező gázokat. Kötése lehet hegesztett (tompa és elektrofittinges), de csavarzatos illesztőidomokkal és karmantyúkkal is köthető.

Lágy polietilén csövek:

Leggyakrabban térhálósított, PEx csöveket alkalmaznak. A térhálósítás történhet vegyszeres és besugárzásos eljárással. A vegyszeres térhálósítás hátránya, hogy a víz kioldja a vegyszert és az, az ivóvízben marad, szennyezve azt. Vezethetjük önállóan, illetve védőcsőben. Kötése lehet szorítógyűrűs, roppantógyűrűs, illetve önzáró.

PVC csövek:

Az egyik legrégebben alkalmazott, olcsó csőanyag a vízellátásban és a szennyvíz elvezetésben. Nagy hátránya, hogy tűz esetében klór tartalmú égéstermék keletkezik, amely nagyon mérgező. Ezért a PVC csövek alkalmazása csökkenőben van.

PP csövek:

Újabban, kedvező tulajdonságai miatt alkalmazott csőanyag. Készülnek belőle hideg-meleg vizes nyomócsövek, használják a vízellátásban és a szennyvíz elvezetésben. Készülnek belőle kötőidomok, fittingek. A cső és idom közötti kapcsolatot többnyire polifúziós hegesztéssel hozzák létre.

MUNKAANYAG


6

Lágyacél cső:

A lágyacél csövek külső műanyag burkolatúak, kézi erővel, hajlítósablonnal hajlíthatóak, roppantógyűrűs kötéssel szerelhetők, általában központi fűtéshez használják.

Rozsdamentes acélcsövek:

Az élelmiszeriparban és a vegyiparban gyakran használt cső. Kötése lehet présidomos és védőgáz alatt hegesztett. Nagytisztaságú helyeken csak hegesztett kötést lehet alkalmazni. A fémcsövek közt a legkisebb a hőtágulása.

Többrétegű csövek:

Rétegei a következők: polietilén, kötőanyag, alumínium, kötőanyag, polietilén. A többrétegű csövek rendkívül ellenállóak, jól terhelhetők. A műanyagcsövek közt a legkisebb a hőtágulásuk. Préskötéssel szerelik.2

Rézcsövek

A rézcső az épületgépészet legsokoldalúbb, csúcsminőséget képviselő anyaga, használhatjuk ivó-, használati melegvíz, radiátoros fűtés, padló- és felületfűtés, földgáz, PB-gáz, orvosi és ipari gázok, fűtőolaj, sűrített levegő, klímaberendezés és napkollektorok csővezetékeinek szerelésére.

Rézcsövek előállítása

A rézcsövek előállítása izzó réztuskók rögzített tüskén történő meleghengerlésével vagy melegsajtolásával kezdődik.

A további munkafázisok több lépésben történő hideghúzásokból állnak, miközben repülődugót használnak a belső átmérő beállításához. Ily módon történik a varratmentes, kör keresztmetszetű csövek gyártása.

A réz szilárdsága hidegalakítással növelhető és hevítéssel ismét csökkenthető. Lágy és félkemény csövek előállításához a szilárdság közbenső hőkezeléssel, majd ezt követő hidegalakítással tudatosan beállítható.

Rézcsövek felhasználása, szállítása

Az MSZ EN 1057 európai szabványban kerültek rögzítésre a rézcsövek minőségére vonatkozó követelmények. Ez a szabvány a 6-276 mm külső átmérőjű rézcsövekre (a szigetelésekre is) érvényes.

2 Cséki István: Épületek vízellátása, csatornázása Skandi-Wald könyvkiadó Kft., Budapest 1998 című könyv felhasználásával

MUNKAANYAG


Az MSZ EN 1057 Európában érvényes szabvány a műszaki állapot elismert szabályainak tekinthető, ebből ered az a követelmény, hogy az épületgépészetben a meghatározott területeken csak az MSZ EN 1057 szerinti rézcsövek kerüljenek alkalmazásra. Abból a célból, hogy azonnal felismerhető legyen, hogy a minőségi jegyek ezt a szabványt teljesítik, az MSZ EN 1057 kifejezetten előírja, hogy a csöveket az alábbi adatokkal kell jelölni. (1. ábra)

1. ábra Rézcsövek jelölése MSZ EN 1057 szerint

Az MSZ EN 1057 követelményei mellett a rézcsöveknek rendelkezniük kell az egyszerűsített RAL minőségjellel is.

- Hideg-és melegvizes hálózatokban - Melegvizes fűtési rendszerekben, beleértve a padlófűtési rendszereket - Gáznemű és folyékony háztartási tüzelőanyagok hálózatában - Vízelvezetési rendszerekben

Az ivóvízszerelésre vonatkozó tudnivalók: folyási szabály

A tervezés és a kivitelezés során figyelni kell néhány, csak a rézcsőre vonatkozó szabály betartására. Az első ilyen az úgynevezett folyási szabály, melynek értelmében rézcső után nem következhet horganyzott acélcső a víz folyásának irányában, ugyanis a vízben oldott oxigén hatására felszabaduló rézionok a horganyzott acélcső elektrokémiai korrózióját okozhatják. Ez a szabály vonatkozik ivóvíz, használati melegvizes és cirkulációs vezetékekre egyaránt.

Fontos megjegyezni, hogy zárt rendszerű fűtésnél a réz és az acélradiátor, vagy acélcső szabadon összeszerelhető, ugyanis a rendszerben sokkal kisebb a vízben oldott oxigén jelenléte, így nincs korrózióveszély.

Rézcsövek tulajdonságai

A rézcsövek anyaga 99,9 %-nál nagyobb tisztaságú, olvadáspontja 1083 °C, hővezető képessége 339 [W/mK], sűrűsége 8900 [kg/m3]. A csöveket különböző keménységi fokozatban gyártják, melynek adatait a 2. ábra tartalmazza.

7

MUNKAANYAG


2. ábra. A rézcsövek keménységi fokozatai

A cső belsejében megengedhető maximális üzemi nyomás értékét az alábbi összefüggéssel határozhatjuk meg:

][)(

20bar

Ssd

sRp

k

mb

ahol:

][barpb - megengedett maximális üzemi nyomás,

20 - mértékegység átszámításából adódó állandó ][2

N

mmbar ,

2mm

NRm - szakítószilárdság, tipikus értéke:

2400200

mm

NRm

][mms - falvastagság,

][mmdk - külső átmérő,

S - biztonsági tényező.

A keményforrasztott rézcső vezetékek megengedett üzemi nyomását az üzemi hőmérséklet függvényében a 3. ábrán olvashatjuk le.

8

MUNKAANYAG


3. ábra. Keményforrasztott vezetékek megengedett üzemi nyomásértékei3

Kötésmódok

Magyarországon a szabványok még nem tartalmaznak konkrét előírásokat a rézcsöves vízszerelésre. Az alábbiakban ismertetett előírások Németországban érvényesek a rézcsövekre, de természetesen ajánlott ezeket itthon is betartani.

- Forrasztás: ivóvízvezetékeknél a rézcsövek 28×1,5 mm átmérőig (beleértve) csak lágyan forraszthatók, e fölött megengedett a lágy- és keményforrasztás egyaránt.

3 Cséki István: Épületgépészeti tervezési segédlet rézcsöves szereléshez I. Magyar Rézpiaci Központ

9

MUNKAANYAG


10

- Lágyforrasztáshoz ajánlott forraszanyagok: S-Sn97Cu3 és S-Sn97Ag3. Esetlegesen egyéb forraszanyag is használható, azonban fontos, hogy ivóvízszereléshez nem alkalmazható ólomtartalmú forraszanyag. A biztonság kedvéért ajánlott a fenti két anyagnál maradni.

- Folyasztószerek lágyforrasztáshoz: 3.1.1, 3.1.2 és 2.1.2. Ivóvízszerelésnél fontos, hogy a folyasztószer vízben oldódó legyen, és szerelés után a rendszert ajánlott átöblíteni.

- A keményforrasztáshoz (28×1,5 mm méret fölött) használandó folyasztószereknek szintén vízben oldhatóknak kell lenniük. Az ajánlott folyasztószer az FH10 típusú. Az ivóvízszereléshez alkalmazható keményforrasz anyagok lehetnek foszfortartalmúak (pl. CP105 és CP203) vagy ezüsttartalmúak (pl. AG106, AG104 és AG203). Foszfortartalmú forraszanyag és réz-réz kötés esetén nem szükséges folyasztószert alkalmazni.

- Idomok nélküli kötést vízszerelésnél is lehet alkalmazni, de a manuálisan készített (nyakkihúzás) T-elágazás csak keményen forrasztható, így itt a legkisebb (elágazó) cső méretének is nagyobbnak kell lennie, mint 28×1,5 mm.

- A félkemény és kemény csövek lágyítása (felmelegítés vörös izzásig majd lehűtés) szintén nem ajánlott ivóvízszerelésnél 28×1,5 mm méretig.

- Ebből adódik, hogy például a kemény csövek tokos kötése, ahol a tokkészítéshez a csövet lágyítani kell csak ettől nagyobb méretű csöveknél lehetséges. Ezt figyelembe kell, venni a kemény és félkemény csövek hajlítás előtti lágyításánál is.

- A présidomos kötés, mint a rézcsövek modern kötésmódja természetesen szintén alkalmazható vízszerelésnél. Az O-gyűrű színe vízhez és fűtéshez fekete.

- A gyorscsatlakozós csőidom, ahol a csövet és a fittinget csak össze kell nyomni, és kész a kötés, szintén alkalmazható vízre és fűtésre (110 °C-ig) egyaránt. Ennek a kötéstípusnak létezik oldható és nem oldható változata is.

- Alkalmazhatók még ivóvízre a menetes és roppantógyűrűs kötések.4

CENTRIFUGÁL SZIVATTYÚK

1. Centrifugál szivattyúk kialakítása, működése

A szivattyú olyan folyadékot szállító munkagép, amely a folyadék munkaképességét növeli, miközben más energiát - gáz, gőz, villamos energiát - használ fel. A szivattyú üzemi jellemzői azok az üzemi adatok, az üzemi tulajdonságokat jelzik.

A centrifugál szivattyúkat csoportosíthatjuk:

- a járókerekek kialakítása (radiális, félaxiális, axiális), - a járókerekek száma (egyfokozatú, két-, illetve többfokozatú), - a tengely elhelyezése (vízszintes, függőleges),

4 http//www.rezinfo.hu (2010. május 24.)

MUNKAANYAG


- a nyomótér kialakítása (gyűrű alakú, csigaházas, ferde és álló köpenyes kivitelű) szerint.5

4. ábra. Örvényszivattyú üzemi jellemzői

A 4. ábra jelölései:

- Hg [m] - geodetikus emelőmagasság, - v [m/s] - áramlási sebesség,

- [m3/s] - az áramló közeg térfogatárama,

V

- d [m] - a csővezeték átmérője, - ξsz - a szelep alaki ellenállási tényezője, - ξív - az ív alaki ellenállási tényezője, - λ - a csővezeték súrlódási tényezője, - η - a szivattyú összes hatásfoka.

A szivattyú berendezés szállítómagasságát a következő összefüggéssel számíthatjuk:

vesztgsziv HHg

pp

gH

1221

22

2

vv [m] (energiamegmaradás törvényéből)

5dr. Ujhelyi Jánosné-Haszmann Iván: Mérés és szabályozás Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1989

11

MUNKAANYAG


- az első tag a szívó-, illetve nyomócsőben lévő sebességkülönbségből adódó veszteség, ami az épületgépészeti gyakorlatban elhanyagolható,

- a második tag a tartályokban lévő (lehetnek nyitott tartályok is) nyomáskülönbségből adódó emelőmagasság,

- a harmadik tag a geodetikus emelőmagasság, - a negyedik tag a csővezetékben áramló közeg alaki és súrlódási ellenállásából adódó

veszteségmagasság, melynek kiszámítása a következő összefüggéssel történik:

gd

lH veszt 2

v)(

2

[m]

Adathiány esetén a csősúrlódási tényező értékét a Reynolds szám segítségével tudjuk

meghatározni.

d

vRe

ahol:

- v [m/s] - áramlási sebesség, - d [m] - a csővezeték átmérője, - ν [m2/s] - kinematikai viszkozitás.

A kinematikai viszkozitás a dinamikai viszkozitásból a: összefüggéssel számoljuk,

ahol:

- η [sPa] - dinamikai viszkozitás, - ρ [kg/m3] - sűrűség.

Ha a Re<2230, akkor az áramlás lamináris, ha a Re>2230, akkor az áramlás turbulens. A gyakorlati fluidum szállítási feladatok esetében mindig turbulens áramlásokkal találkozunk.

A különböző anyagú csővezetékek súrlódási tényezőjét az 5. ábrából olvashatjuk le.

5. ábra. Csővezetékek súrlódási tényezője6

6 Cséki István: Rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve http//www.rezar.hu (2010. május 25.)

12

MUNKAANYAG


Az alaki ellenállási tényezők értékét az alábbi táblázatok (6. és a 7. ábra) segítségével állapíthatjuk meg:

6. ábra. Alaki ellenállási tényezők értékei, víznél (TW), fűtésnél (H), gáznál (G)

13

MUNKAANYAG


7. ábra. Alaki ellenállási tényezők értékei, víznél (TW), fűtésnél (H), gáznál (G)7

Az üzemi adatokból képzett összetartozó értékek adják a jelleggörbéket. A 8. ábra jelölései szerint:

7 Cséki István: Rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve http//www.rezar.hu (2010. május 25.)

14

MUNKAANYAG


- Szivattyú jelleggörbe:

VH ,

- Csővezetéki jelleggörbe:

VH ,

- Hatásfokgörbe:

V ,

15

- Teljesítménygörbe: VP

A szivattyú jelleggörbe és a csővezetéki jelleggörbe adja rendszer munkapontját. A munkapont szállítómagasságának megfelelő térfogatárammal áramlik a közeg a rendszerben. A szivattyú teljesítménygörbéje önmagával párhuzamosan, felfelé tolódik el növekvő fordulatszámok esetén. Az üzemi jellemzők és a fordulatszám (n [1/s]) között a következő összefüggések írhatók fel, ha n2>n1,:

- 1

212

n

nV

[m3/s], V

- 2

1

212 )(

n

nH [m], H

- 3

1

212 )(

n

nP [W]. P

A szivattyú hasznos teljesítménye a következő összefüggéssel számolható:

VHgP szivh [W]

Ahol:

- ρ [kg/m3] a folyadék sűrűsége, - g [m/s2] nehézségi gyorsulás, - Hsziv [m] a szivattyú emelőmagassága,

-

V [m3/s] a folyadék térfogatárama.

A szivattyúmotor teljesítménye:

h

m

PP [W].

A folyadék térfogatárama kontinuitási (anyagmegmaradás) tételből a következő összefüggéssel számolható:

V =v•A [m3/s],

Ahol: v [m/s] az áramló folyadék sebessége, A =4

2 d [m2] a csővezeték keresztmetszete

(kör keresztmetszet esetén).

MUNKAANYAG


8. ábra. Szivattyú munkapontja

NPSH (nettó pozitív szívómagasság)

A szívócsonkban mért nyomás és a szivattyú belsejében mérhető legalacsonyabb nyomás közötti különbség az NPSH (nettó pozitív szívómagasság) érték. Az NPSH érték tehát a szivattyúház első szakaszában keletkező nyomásveszteséget fejezi ki.

A szivattyú belsejében a szívócsonk és a nyomócsonk között változó nyomás uralkodik. A szivattyú első szakaszában a nyomás először csökken, majd a nyomóoldalon a szívóoldali nyomásnál nagyobb értéket vesz fel. (9. ábra)

A szívócsonkban mért nyomás és a szivattyú belsejében mérhető legalacsonyabb nyomás közötti különbség az NPSH (nettó pozitív szívómagasság) érték. Az NPSH érték tehát a szivattyúház első szakaszában keletkező nyomásveszteséget fejezi ki. Az NPSH mértékét a 9. ábra szemlélteti.

A szívócsonki depresszió hatására a folyadékban (vízben) gőzbuborékok alakulnak ki. A szivattyú belsejében a nyomás megnő. A buborékok kondenzálódnak, térfogatuk nagyon gyorsan kb. ezred résznyire csökken. Ez nagysebességű nyomás hullámokat kelt, amelyek kalapácsütés szerűen roncsolják a szivattyú házát és járókerekét.

Ez a jelenség a kavitáció.

16

MUNKAANYAG


Az NPSHR (a nettó pozitív szívómagasság elvárt értéke) valamennyi szivattyú adatlapján megtalálható. Az NPSHR érték azt a legkisebb szívócsonk-nyomást jelzi, amelyre az adott szivattyúnak a kavitáció elkerüléséhez szüksége van.

9. ábra. Szivattyú NPSH értelmezése

1. Szívócsonk-nyomás; 2. Nyomásváltozás; 3. Légköri nyomás; 4. A szivattyú szívócsonkja; 5. Telítési gőznyomás; 6. A szivattyú nyomócsonkja; 7. Vákuum; 8. NPSH; 9. NPSHR8

2. Centrifugál szivattyúk szabályozása

A szivattyúk csak bizonyos határok között tudják az üzemi feladatokat teljesíteni. A nyomás vagy a vízszállítási igény változása szabályozást igényel.

A térfogatáram szabályozások két csoportba sorolhatók:

8 http://cbs.grundfos.com/GHU_Hungary/lexica/HEA_NPSH.html (2010. 05. 02)

17

MUNKAANYAG

http://cbs.grundfos.com/GHU_Hungary/lexica/HEA_NPSH.html%20(2010


- a gépegység szabályozása: fojtás, megcsapolás, fordulatszám-változtatás, lapátszög-állítás;

- a gépegységek be- és kikapcsolása: üzemidő-szabályozás, szivattyúk párhuzamos kapcsolása, gépváltás.

A nyomás változásával kapcsolatban alkalmazott szabályozási módok is kétfélék:

- a gépegység szabályozása: fordulatszám-változtatás, járókerékátmérő-változtatás;

- a gépegységek be- és kikapcsolása: szivattyúk sorba kapcsolása, gépváltás.

Fojtásos szabályozás

A fojtásos szabályozás, esetén a nyomóvezetékbe épített szelep zárásával (fojtásával), illetve nyitásával változtatjuk az alaki ellenállást.

10. ábra. Szivattyú fojtásos szabályozása

Az alaki ellenállás változásának hatására változik a csővezetéki jelleggörbe és az áramló közeg térfogatárama.9 (10. ábra)

9 Cséki István: Épületek vízellátása, csatornázása Skandi-Wald Könyvkiadó Kft., Budapest, 1998

18

MUNKAANYAG


Fordulatszám szabályozás

A másik mód a fordulatszám szabályozás. Ha a szivattyú fordulatszáma megváltozik, akkor a jelleggörbéje, mintegy önmagával párhuzamosan eltolódik. Ezzel a munkapont is megváltozik, ami a térfogatáram és az emelőmagasság változását vonja maga után (11. ábra)

11. ábra. Szivattyú fordulatszám szabályozása

3. Centrifugál szivattyúk kapcsolása

A centrifugál szivattyúkat köthetjük sorosan és párhuzamosan.

Soros kapcsolás

A soros kapcsolás esetén ugyanaz a térfogatáram halad át mindkét szivattyún, az első szivattyú megemeli a folyadék nyomását, a második szivattyú ezt a megemelt nyomást fokozza még tovább.

Az eredő jelleggörbét adott térfogatáramnál az emelőmagasságok összegzésével kapjuk. Ezt a kapcsolást akkor használjuk, ha nagy emelőmagasságra van szükségünk a rendszerben kis térfogatáram mellett, és azt egy szivattyúval nem tudjuk biztosítani. A kapcsolást a 12. ábrán láthatjuk.

19

MUNKAANYAG


A gyakorlati életben gyakran alkalmazott többlépcsős szivattyúk is sorbakapcsolt szivattyúk, amelyek közös tengelyre vannak felfűzve.

12. ábra. Szivattyúk soros kapcsolása

Párhuzamos kapcsolás

A szivattyúkapcsolások másik módja a párhuzamos kapcsolás. Ekkor a szivattyúk elágazás előtti, illetve elágazás utáni csomópontjában tekinthető azonosnak a nyomás, a köztük lévő nyomáskülönbség, (Δp) mentén adódnak össze a térfogatáramok. Az így kialakuló pontok összessége adja az eredő jelleggörbét. A nyomáskülönbség értékéből az emelőmagasság a következő összefüggéssel számolható:

H=g

p

[m].

Párhuzamos kapcsolást akkor alkalmazunk, ha nagy térfogatáramú folyadék szállítása szükséges kis emelőmagassággal, és ezt egy szivattyú nem tudja biztosítani. A szivattyúk párhuzamos kapcsolását a 10. ábrán láthatjuk. Az eredő jelleggörbét ebben az esetben az állandó emelőmagasságok melletti térfogatáramok összegzésével kapjuk.

Csak azonos jelleggörbével rendelkező szivattyúkat szabad párhuzamosan kapcsolni!

20

MUNKAANYAG


13. ábra. Szivattyúk párhuzamos kapcsolása

4. Üzemeltetése

A szivattyúkat gazdaságossági és környezetvédelmi okokból a maximális hatásfok környékén célszerű üzemeltetni. A 2. ábrán látható, hogy a hatásfokgörbe maximuma a szivattyú jelleggörbe harmadik harmadára esik. Adott szállítási feladat esetén érdemes a szivattyút úgy választani, hogy a munkapontja erre a területre essen.

TANULÁSIRÁNYÍTÓ

1. Példa

Válasszon szivattyút a 14. ábra szerinti napkollektoros rendszer propilénglikol köréhez! Kollektorkörönként, melyekben 5-5-db THERMOSOLAR TS 300 típusú kollektort helyeztünk el, a térfogatáram 0,4 [m3/h]. A 18x1-es vezeték összes hossza 5 [m], a 22x1-es vezeték összes hossza 4 [m], a 28x1-es vezeték összes hossza 16 [m], a propilénglikol sűrűsége 1015 [kg/m3], dinamikai viszkozitása 1,54 [mPas] 50 [°C] körüli hőmérsékleten, a rendszerbe egy darab EMMETI gyártmányú EURÓ típusú, 500 literes, két hőcserélős használati melegvíztárolót alkalmaztunk.

- Számítsa ki a csővezetéki szakaszokban az áramlási sebességet! - Vizsgálja meg az áramlás fajtáját!

21

MUNKAANYAG


- Számítsa ki a szivattyú emelőmagasságát! - Számítsa ki a szivattyú hasznos teljesítményét! - Válasszon szivattyút! - Számítsa ki a szivattyúmotor teljesítményét!

14. ábra. 1. Példa

Adatok:

- Térfogatáram a 18x1-es vezetékben:

];/[101,1 341 smV


];/[102,2 342 smV


];/[103,3 343 smV

- 18x1-es vezeték összes hossza: l1=5 [m]; - 22x1-es vezeték összes hossza: l2=4 [m]; - 28x1-es vezeték összes hossza: l3=16 [m]; - Az egyes vezetékszakaszokban az alaki ellenállási tényezők száma és értékei: 18x1-es vezeték: 2 db 90°-os ív ξ1=0,7; egy elágazás szétválasztásban ξ2=1,3; egy elágazás egyesítésre ξ3=0,9; 22x1-es vezeték: 2 db elágazás szétválasztásban ξ4=1,3; 2 db elágazás egyesítésre ξ5=0,9;

22

MUNKAANYAG


28x1-es vezeték: 6 db 90°-os ív ξ6=0,7; 5 db szelep ξ7=7 (az alaki ellenállási tényezők értékeit a 6. és 7. ábra táblázatai tartalmazzák); - A propilénglikol sűrűsége ρ=1015 [kg/m3], a dinamikai viszkozitása: η=1,54 [mPas], - A szivattyú hatásfoka: η=0,42 - A csősúrlódási tényező értéke az 5. ábrából átlag értéket figyelembe véve: λ=0,0015, - A napkollektor nyomásvesztesége a 15. ábra alapján: Δpkollektor = 0,5 [kPa] Egy kollektor térfogatárama:

]/[79]/[102,25

]/[101,1

535

341 hlsm

smVV kollektor

15. ábra. THERMOSOLAR TS 300 napkollektor nyomásvesztesége10

- A hőcserélő nyomásvesztesége a 16. ábra szerint: Δphőcserélő = 3,5 [kPa] A hőcserélőn az összes propilénglikol átfolyik, tehát a térfogatáram:

];/[2,1]/[103,3 3343 hmsmV

10 Naplopó Kft. Tervezési segédlet

23

MUNKAANYAG


16. ábra. EMMETI gyártmányú EURÓ típusú HMV tároló hőcserélőjének nyomásvesztesége11

A csővezetéki szakaszok áramlási sebességei:

]/[55,014,3][)106,1(

]/[101,14V4Vv

222

34

21

1

1

11 sm

m

sm

dA

;

]/[7,014,3][)102(

]/[102,24V4Vv

222

34

22

2

2

22 sm

m

sm

dA

;

]/[67,014,3][)105,2(

]/[103,34V4Vv

222

34

23

3

3

33 sm

m

sm

dA

.

Az áramlás fajtája:

A kinematikai viszkozitás értéke:

]/[105,1]/[1005,1

][1054,1 2633

3

smmkg

Pas

11 http://www.hungary-solar.com/920b.emmetieuro.pdf (2010. június 27.)

24

MUNKAANYAG

http://www.hungary-solar.com/920b.emmetieuro.pdf%20(2010


22305866]/[105,1

][106,1]/[55,0dvRe

26

211

1

sm

msm

,

22309333]/[105,1

][102]/[7,0dvRe

26

222

2

sm

msm

,

223011167]/[105,1

][105,2]/[67,0dvRe

26

233

3

sm

msm

, tehát az áramlás mindhárom

vezetékszakaszban turbulens.

A szivattyú emelőmagassága:

A szivattyú emelőmagasságát a következő összefüggés segítségével számíthatjuk.

összesvesztgsziv HHg

pp

gH .

1221

22

2

vv

Mivel a propilénglikol zárt körben kering, így a következő összefüggés marad:

összesvesztsziv HH .

hõcserélõ

2i

. 2

vHH

gd

lHH kollektor

i

iösszesvesztsziv

A szakaszonkénti veszteség:

gd

lH veszt

2

v21

11

11

][063,0

/81,92

/55,09,03,17,02

106,1

50015,02

22

21 msm

sm

m

mH veszt

gd

lH veszt

2

v22

22

22

][12,0]/[81,92

/7,09,023,12

102

][40015,02

22

22 msm

sm

m

mH veszt

gd

lH veszt

2

v23

33

33

][92,0]/[81,92

]/[67,0757,06

][105,2

][160015,02

22

23 msm

sm

m

mH veszt

25

MUNKAANYAG


A kollektor veszteségmagassága:

][05,0]/[81,9]/[1015

][50023

msmmkg

Pa

g

pH kollektor

kollektor

A hőcserélő veszteségmagassága:

][35,0]/[81,9]/[1015

][3500

g

p23

hõcserélõhõcserélõ m

smmkg

PaH


Az emelőmagasságot az előző három érték összegzésével kapjuk.

Hsziv=Hveszt1+Hveszt2+Hveszt3+Hkollektor+Hhőcserélő=(0,063+0,12+0,92+0,05+0,35)[m]=1,43[m]

A szivattyú hasznos teljesítménye:

3

VHgP szivh =1015[kg/m3]•9,81[m/s2]•1,43[m]•3,3•10-4[m3/s]=4,7 [W]≅5 [W]


42,0

5 WPP h

m

=12 [W]

Szivattyúválasztás:

A szivattyú szükséges emelőmagassága: ][43,1 mH sziv ;

A szivattyú vízszállítása: ; ]/[2,1]/[103,3 334 hmsmV

A két adathoz, amik a szivattyú munkapontját határozzák meg, a 17. ábra alapján választhatunk szivattyút.

Az ábrán piros vonal jelöli ki a térfogatáram és szivattyú emelőmagasságának metszéspontjában a számított "M" munkapontot, mely szerint a GRUNDFOS UPS 32-30 típusú szivattyú felel meg a feladatnak. A valóságos munkapont ettől kissé eltérően alakul, a csővezetéki jelleggörbe és a szivattyú jelleggörbe metszéspontjában.

26

MUNKAANYAG


17. ábra. GRUNDFOS UPSD 100 szivattyú jelleggörbe sereg12

2. Példa

Önnek egy mosópisztoly és egy lefúvó pisztoly működéséhez kell biztosítani a sűrített levegő-ellátást. A két szerszám egyidejűleg is üzemelhet. A mosópisztoly levegőigénye 150[l/min], a lefúvó pisztolyé 200[l/min] 6,3[bar] üzemi nyomású levegő. A megengedett nyomásingadozás 1[bar], a kapcsolási szám óránként 15, a kompresszor működési időtartama 50[%], a biztonsági tényező 1,2. A kompresszor és a szerszámok között a 18. ábra kapcsolási rajza szerinti vezetéket alakítottak ki. Határozza meg a légtartály méretét!

- Határozza meg a kompresszor levegőszállítását! - Válasszon kompresszort!

Adatok:

- A mosópisztoly levegőigénye: ]/[ ; 105,2min]/[15,0min]/[150 3331 smmlV

103,3min]/[2,0min]/[200 333 smmlV

- A lefúvó pisztoly levegőigénye: ]/[ ; 2

- A kompresszor üzemi nyomása: püzemi=6,3[bar] - A megengedett nyomásingadozás: ][2 kPa ; 101,1][1,1 barp - A kapcsolási szám óránként: z=15;

12 http://www.gepeszbolt.hu/product_info.php?products_id=2057 (2010. június 27.)

27

MUNKAANYAG

http://www.gepeszbolt.hu/product_info.php?products_id=2057


- A kompresszor működési időtartama: ED%=50[%]; - A biztonsági tényező: s=1,2; - 18x1-es vezeték: l1 =15 [m], 1 db 90°-os ív, ξ=0,7; 1 db szelep, ξ=10; - 18x1-es vezeték: l2=4 [m], 1 db elágazás áramlás szétválasztására, ξ=1,3; 1 db

szelep, ξ=10; - 22x1-es vezeték: l3=5 [m], 1 db szelep ξ=8,5.

18. ábra. 2. példa kapcsolási rajza

A szállítandó térfogatáram:

]/[108,5min]/[35,0min]/)[2,015,0( 333321 smmmVVV összes

Áramlási veszteség a vezetékhálózaton:

gd

lH

i

iösszesveszt

2

v2i

.

Sebességek a vezetékekben:

]/[44,1214,3][)106,1(

]/[105,24V4Vv

222

33

21

1

1

11 sm

m

sm

dA

;

]/[42,1614,3][)106,1(

]/[103,34V4Vv

222

33

22

2

2

22 sm

m

sm

dA

;

]/[47,1814,3][)102(

]/[108,54V4Vv

222

33

23

3

3

33 sm

m

sm

dA

.

28

MUNKAANYAG


A kiszámított sebességek segítségével számíthatjuk az áramlási veszteségeket.

A szakaszonkénti veszteség:

2

v21

11

11

d

lpveszt

][1211

2

]/[293,1/44,12107,0

106,1

150015,0 322

21 Pamkgsm

m

mpveszt

2

v22

22

22

d

lpveszt

][2035

2

]/[293,1/42,16103,1

106,1

40015,0 322

22 Pamkgsm

m

mpveszt

2

v23

33

33

d

lpveszt

][1957

2

]/[293,1/47,185,8

102

50015,0 322

23 Pamkgsm

m

mpveszt

Az összes veszteség:

][052,0][5203])[195720351211(321 barPaPapppp vesztvesztvesztösszes

A kompresszor szükséges nyomása:

][9,6][902,6])[052,02

1,13,6( barbarbarpkompr

A kompresszor levegőszállítása:

min]/[840]/[4,502,1[%]50

100]/)[129(]/[

%

100 333 lhmhmhmsED

VV összesk

13

Internet használattal katalógusból, az egyik lehetséges kompresszor:

Kaeser EUROCOMP EPC 1100-500

13 Tervezési segédlet Magyar Rézpiaci Központ

29

MUNKAANYAG


19. ábra. Kaeser EUROcOMP 1100-500 kompresszor14

3. Példa

Önnek egy 100 [m2] alapterületű aula padlófűtési köreihez kell szivattyút választania a 20. ábra15 segítségével. A padlófűtési körök osztóját, illetve gyűjtőjét hőcserélő választja el a kazántól. A feladat kapcsolási rajza a 21. ábrán látható. A hőcserélő és az osztó közötti vezeték 22x1 mm-es félkemény rézcső, melynek hossza 8 [m], a gyűjtő és a hőcserélő közötti visszatérő vezeték szintén 22x1 mm-es félkemény rézcső vezeték, melynek hossza 8 [m]. A padlófűtési körök 14x0,6 mm-es bevonatos rézcső vezetékből készülnek 200 [mm] osztással. Az aula hővesztesége 9000 [W]. Az aula alapterületét ossza tíz mezőre, a hőfoklépcső 10 [K]!

14http://www.kaeser.hu/Products_and_Solutions/Reciprocating_compressors/EUROCOMP/default.asp (2010. július 2.)

15 Tervezési segédlet Magyar Rézpiaci Központ

30

MUNKAANYAG

http://www.kaeser.hu/Products_and_Solutions/Reciprocating_compressors/EUROCOMP/default.asp



20. ábra. Padlófűtési körök nyomásdiagramja

31

MUNKAANYAG


21. ábra. Padlófűtés kapcsolási rajza

- Számítsa ki egy mező szükséges hőleadását! - Diagramból határozza meg egy mező szükséges vezetékhosszát! - Diagramról olvassa le egy mező nyomásveszteségét! - Számítsa ki a szivattyú térfogatáramát! - Számítsa ki a szivattyú emelőmagasságát! - Válasszon szivattyút a rendszerhez!

Adatok:

- Az aula hővesztesége: ][ ; 9000 WQ összes

- Az előremenő és visszatérő vezeték csőhossza: le= 8 [m] lv= 8 [m]; - Egy mező alapterülete: A1 = 10 [m2]; - Előremenő, visszatérő vezeték mérete: 22x1 [mm], azaz d=20 [mm]; - Padlófűtés vezetékek mérete: 14x0,6 [mm], sortávolsága 20 [cm].

Egy mező hőleadása:

][90010

][9000

101 WWQ

Q összes

32

MUNKAANYAG


Egy mező vezetékhossza:

A 20. ábra táblázatában a fekete nyilat követve egy kör vezetékhossza: 50 [m].

Egy mező nyomásvesztesége:

A 20. ábra diagramjában a 900 [W] hőleadásból kiindulva, a fekete nyilat követve, a 10 [K]-es hőfoklépcsőnél elfordulva, az 50 [m] vezetékhosszat elérve, a vízszintes tengelyen leolvashatjuk egy kör nyomásveszteségét, ami a következő:

Δp1=3500 [Pa]

A szivattyú térfogatárama:

A tömegáram:

]/[22,0][10]/[19,4

]/[9skg

KkgKkJ

skJ

tc

Qm összes

sziv

A térfogatáram:

]/[79,0]/[102,2]/[1000

]/[22,0 3343

hmsmmkg

skgmV

szivsziv


g

p

gd

lH sziv

1

2

2

v)(

Az 5., 6., 7. ábra értékeit felhasználva:

0015,0 ; 7,0könyök ; 5,8szelep

A sebesség a kontinuitási tételből:

]/[7,014,3][)102(

]/[102,244Vv

222

34

2sm

m

sm

d

V

Aszivsziv

][56,1]/[81,9]/[1000

][3500

]/[81,92

]/[7,0)7,857,05

][102

])[88(0015,0(

232

22

2m

smmkg

Pa

sm

sm

m

mH sziv


A 17. ábrán a szükséges térfogatáramhoz és emelőmagassághoz zöld vonal jelöli ki a szivattyú számított munkapontját, mely szerint a Grundfos UPS 25-30 szivattyú felel meg a feladatnak. A valóságos munkapont ebben az esetben is ettől kissé eltér.

33

MUNKAANYAG


ÖNELLENŐRZŐ FELADATOK

1. feladat

Válasszon szivattyút a 22. ábra szerinti napkollektoros rendszer propilénglikol köréhez! A rendszerben 4 db THERMOSOLAR TS 300 típusú kollektort helyeztünk el, a térfogatáram 0,2[m3/h]. A 18x1-es vezeték összes hossza 18[m], a propilénglikol sűrűsége 1015 [kg/m3], dinamikai viszkozitása 1,54 [mPas], a rendszerbe egy darab EMMRTI gyártmányú EURÓ típusú, 200 literes, két hőcserélős használati melegvíztárolót alkalmaztunk.

- Számítsa ki a csővezetékben az áramlási sebességet! - Vizsgálja meg az áramlás fajtáját! - Számítsa ki a szivattyú emelőmagasságát! - Számítsa ki a szivattyú hasznos teljesítményét! - Válasszon szivattyút! - Számítsa ki a szivattyúmotor teljesítményét!

22. ábra. 1. feladat kapcsolási rajza

A szivattyúválasztáshoz használja a 23. ábra jelleggörbéjét!

34

MUNKAANYAG


23. ábra. Wilo-Star szivattyú jelleggörbéi16

16 http://www.gepeszbolt.hu/product_info.php?products_id=2053 (2010. július 7.)

35

MUNKAANYAG



2. feladat

Önnek egy 160 [m2] alapterületű tornaterem padlófűtési köreihez kell szivattyút választania a 20. ábra segítségével. A padlófűtési körök osztóját, illetve gyűjtőjét hőcserélő választja el a kazántól. A feladat kapcsolási rajza a 24. ábrán látható. A hőcserélő és az osztó közötti vezeték 22x1 mm-es félkemény rézcső, melynek hossza 14 [m], a gyűjtő és a hőcserélő közötti visszatérő vezeték szintén 22x1 mm-es félkemény rézcső vezeték, melynek hossza 12 [m]. A padlófűtési körök 14x0,6 mm-es bevonatos rézcső vezetékből készülnek 25 [cm] osztással. A tornaterem hővesztesége 10400 [W]. A tornaterem alapterületét ossza nyolc mezőre, a hőfoklépcső 7 [K]!


24. ábra. 2. feladat kapcsolási rajza

A szivattyút a 25. ábrából válassza!

36

MUNKAANYAG


25. ábra. Wilo szivattyú jelleggörbéi

37

MUNKAANYAG


38

MUNKAANYAG


MEGOLDÁSOK

1. feladat

Válasszon szivattyút a 22. ábra szerinti napkollektoros rendszer propilénglikol köréhez! A rendszerben 4 db THERMOSOLAR TS 300 típusú kollektort helyeztünk el, a térfogatáram 0,2[m3/h]. A 18x1-es vezeték összes hossza 18[m], a propilénglikol sűrűsége 1015 [kg/m3], dinamikai viszkozitása 1,54 [mPas], a rendszerbe egy darab EMMRTI gyártmányú EURÓ típusú, 200 literes, két hőcserélős használati melegvíztárolót alkalmaztunk.

- Számítsa ki a csővezetékben az áramlási sebességet! - Vizsgálja meg az áramlás fajtáját! - Számítsa ki a szivattyú emelőmagasságát! - Számítsa ki a szivattyú hasznos teljesítményét! - Válasszon szivattyút! - Számítsa ki a szivattyúmotor teljesítményét!

Adatok:


- ];/[ 200]/[106,5]/[2,0 353 hlsmhmV

- 18x1-es vezeték összes hossza: l=18 [m]; - A 18x1-es egyes vezeték alaki ellenállási tényezőinek száma és értékei: 6 db 90°-os ívet ξ1=0,7; és 5 db szelepet ξ7=10 (az alaki ellenállási tényezők értékeit a 6. és 7. ábra táblázatban találhatók) tartalmaz; - A propilénglikol sűrűsége ρ=1015 [kg/m3], a dinamikai viszkozitása η=1,54 [mPas], - A szivattyú hatásfoka: η=0,42 - A csősúrlódási tényező értéke az 5. ábrából átlag értéket figyelembe véve: λ=0,0015, - A napkollektor nyomásvesztesége a 15. ábra alapján (zöld vonal jelzi): Egy kollektor térfogatárama:

]/[504

]/[200

4hl

hlVV kollektor

Δpkollektor = 0,28 [kPa] - A hőcserélő nyomásvesztesége a 16. ábra szerint (zöld vonal jelzi): A hőcserélőn az összes propilénglikol átfolyik, tehát a térfogatáram:

];/[2,0 3 hmV azaz, Δphőcserélő = 0,5 [kPa]

A csővezeték áramlási sebessége:

]/[28,014,3][)106,1(

]/[106,54V4v

222

35

2sm

m

sm

d

;

39

MUNKAANYAG


Az áramlás fajtája:

A kinematikai viszkozitás értéke:

]/[105,1]/[1005,1

][1054,1 2633

3

smmkg

Pas

22302987]/[105,1

][106,1]/[28,0dvRe

26

2

sm

msm

,

tehát az áramlás a vezetékszakaszban turbulens.


A szivattyú emelőmagasságát a következő összefüggés segítségével számíthatjuk.

összesvesztgsziv HHg

pp

gH .

1221

22

2

vv

Mivel a propilénglikol zárt körben kering, így a következő összefüggés marad:

összesvesztsziv HH .

hõcserélõ

2

. 2

vHH

gd

lHH kollektorösszesvesztsziv

Az áramlási veszteség:

gd

lH veszt

2

v2

][22,0

/81,92

/28,01057,06

106,1

180015,02

22

2m

sm

sm

m

mH veszt

A kollektor veszteségmagassága:

][028,0]/[81,9]/[1015

][28023

msmmkg

Pa

g

pH kollektor

kollektor

A hőcserélő veszteségmagassága:

][048,0]/[81,9]/[1015

][500

g

p23

hõcserélõhõcserélõ m

smmkg

PaH


40

MUNKAANYAG


Az emelőmagasságot az előző három érték összegzésével kapjuk.

Hsziv=Hvesz+Hkollektor+Hhőcserélő=(0,22+0,028+0,048)[m]=0,296[m]

A szivattyú hasznos teljesítménye:

][17,0]/[106,5][296,0]/[81,9]/[1015 3523 WsmmsmmkgVHgP szivh


][4,0

42,0

17,0W

WPP h

m


A szivattyú szükséges emelőmagassága: ][296,0 mH sziv ;

A szivattyú vízszállítása: ; ]/[2,0]/[106,5 335 hmsmV

26. ábra. Wilo szivattyú kiválasztása

A két adathoz, amik a szivattyú munkapontját határozzák meg, a 24. ábra alapján választhatunk szivattyút. Látszik, hogy igen kis emelőmagasság szükséges, a kívánt jellemzőket fojtásos szabályozással állíthatjuk be, amire a rendszerben lévő szelepek alkalmasak.

41

MUNKAANYAG


Az ábrán piros vonal jelöli ki a térfogatáram és szivattyú emelőmagasságának metszéspontjában az "M" munkapontot, mely szerint a GRUNDFOS UPS 32-30 típusú szivattyú felel meg a feladatnak.

2. feladat

Önnek egy 160 [m2] alapterületű tornaterem padlófűtési köreihez kell szivattyút választania a 20. ábra segítségével. A padlófűtési körök osztóját, illetve gyűjtőjét hőcserélő választja el a kazántól. A feladat kapcsolási rajza a 24. ábrán látható. A hőcserélő és az osztó közötti vezeték 22x1 mm-es félkemény rézcső, melynek hossza 14 [m], a gyűjtő és a hőcserélő közötti visszatérő vezeték szintén 22x1 mm-es félkemény rézcső vezeték, melynek hossza 12 [m]. A padlófűtési körök 14x0,6 mm-es bevonatos rézcső vezetékből készülnek 25 [cm] osztással. A tornaterem hővesztesége 10400 [W]. A tornaterem alapterületét ossza nyolc mezőre, a hőfoklépcső 7 [K]!


Adatok:

- Az aula hővesztesége: ][ ; 10400 WQösszes

- Az előremenő és visszatérő vezeték csőhossza: le= 14 [m] lv= 12 [m]; - Egy mező alapterülete: A1 = 20 [m2]; - Előremenő, visszatérő vezeték mérete: 22x1 [mm], azaz d=20 [mm]; - Padlófűtés vezetékek mérete: 14x0,6 [mm], sortávolsága 25 [cm].

Egy mező hőleadása:

][13008

][10400

81 WWQ

Q összes

Egy mező vezetékhossza:

A 20. ábra táblázatában a piros nyilat követve egy kör vezetékhossza: 80 [m].

Egy mező nyomásvesztesége:

A 20. ábra diagramjában az 1300 [W] hőleadásból kiindulva, a piros nyilat követve, a 7 [K]-es hőfoklépcsőnél elfordulva, a 80 [m] vezetékhosszat elérve, a vízszintes tengelyen leolvashatjuk egy kör nyomásveszteségét, ami a következő:

42

MUNKAANYAG


Δp1=19200 [Pa]

A szivattyú térfogatárama:

A tömegáram:

]/[36,0][7]/[19,4

]/[4,10skg

KkgKkJ

skJ

tc

Qm összes

sziv

A térfogatáram:

]/[3,1]/[106,3]/[1000

]/[36,0 3343

hmsmmkg

skgmV

szivsziv


g

p

gd

lH sziv

1

2

2

v)(

Az 5., 6., 7. ábra értékeit felhasználva:

0015,0 ; 7,0könyök ; 5,8szelep

A sebesség a kontinuitási tételből:

]/[3,214,3][)102(

]/[106,344Vv

222

34

2sm

m

sm

d

V

Aszivsziv

]/[81,9]/[1000

][19200

]/[81,92

]/[3,2)7,857,05

][102

])[1214(0015,0(

232

22

2 smmkg

Pa

sm

sm

m

mH sziv

][15][51,15 mmH sziv


A 27. ábrán a szükséges térfogatáramhoz és emelőmagassághoz piros vonal jelöli ki a szivattyú munkapontját, mely szerint a Wilo Economy-MHIL 102 szivattyú felel meg a feladatnak.

43

MUNKAANYAG


27. ábra. Wilo szivattyú jelleggörbe

44

MUNKAANYAG


45

IRODALOMJEGYZÉK

FELHASZNÁLT IRODALOM Naplopó Kft. Tervezési segédlet 2007/1

Cséki István: Épületek vízellátása, csatornázása Skandi-Wald könyvkiadó Kft., Budapest 1998 című könyv felhasználásával

Cséki István: Épületgépészeti tervezési segédlet rézcsöves szereléshez I. Magyar Rézpiaci Központ

http//www.rezinfo.hu (2010. május 24.)

dr. Újhelyi Jánosné-Haszmann Iván: Mérés és szabályozás Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1989

Cséki István: Rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve http//www.rezar.hu (2010. május 25.)

http://cbs.grundfos.com/GHU_Hungary/lexica/HEA_NPSH.html (2010. 05. 02)

Naplopó Kft. Tervezési segédlet

http://www.hungary-solar.com/920b.emmetieuro.pdf (2010. június 27.)

http://www.gepeszbolt.hu/product_info.php?products_id=2057 (2010. június 27.)

Tervezési segédlet Magyar Rézpiaci Központ

http://www.kaeser.hu/Products_and_Solutions/Reciprocating_compressors/EUROCOMP/default.asp (2010. július 2.)

http://www.gepeszbolt.hu/product_info.php?products_id=2053 (2010. július 7.) MUNKAANYAG

http://cbs.grundfos.com/GHU_Hungary/lexica/HEA_NPSH.html%20(2010

http://www.hungary-solar.com/920b.emmetieuro.pdf%20(2010





A(z) 2699-06 modul 010-es szakmai tankönyvi tartalomeleme felhasználható az alábbi szakképesítésekhez:

A szakképesítés OKJ azonosító száma: A szakképesítés megnevezése 54 544 02 0010 54 01 Fluidumkitermelő technikus 54 544 02 0010 54 02 Gázipari technikus 54 544 02 0010 54 03 Megújulóenergia-gazdálkodási technikus 54 544 02 0010 54 04 Mélyfúró technikus 54 544 02 0100 31 01 Cső-távvezeték üzemeltető (olaj, gáz) 54 544 02 0100 31 02 Fluidumkitermelő 54 544 02 0100 31 03 Mélyfúró

A szakmai tankönyvi tartalomelem feldolgozásához ajánlott óraszám:

16 óra

MUNKAANYAG

A kiadvány az Új Magyarország Fejlesztési Terv TÁMOP 2.2.1 08/1-2008-0002 „A képzés minőségének és tartalmának

fejlesztése” keretében készült. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap

társfinanszírozásával valósul meg.

Kiadja a Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Intézet 1085 Budapest, Baross u. 52.

Telefon: (1) 210-1065, Fax: (1) 210-1063

Felelős kiadó: Nagy László főigazgató

MUNKAANYAG

Documents

Hogyan válasszunk szivattyút rézcsöves rendszerekhez? …kepzesevolucioja.hu/dmdocuments/4ap/5_2699_010_100915.pdf · 2010-09-07 · HOGYAN VÁLASSZUNK SZIVATTYÚT, ILLETVE KOMPRESSZORT